一种可调重心的仿鳄鱼机器人

1.本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种可调重心的仿鳄鱼机器人。


背景技术：

2.仿鳄鱼机器人是对自然界中的鳄鱼进行仿生的一种机器人模型。它可以用于模拟鳄鱼在水中的各种游动过程，在进行水动力学实验时有重要的用途，同时可以应用于制造仿真的鳄鱼玩具模型等相关方面。
3.现有的仿生机器人技术大多采用固定配重，无法调整自身的重心和重量，难以高度仿真地模拟动物在不同环境中的自然运动状态，特别是仿鳄鱼模型，其难以模拟真实的运动以及难以模拟鳄鱼在水中运动时的姿态变化，因此，有必要进行改进。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其可以调节整体配重，以进而能更好地模拟鳄鱼在水中的运动和它的姿态变化。
5.为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种可调重心的仿鳄鱼机器人，包括：机体、尾巴、驱动机构、控制系统、电源和至少一个第一配重件。
7.所述机体内部具有安装腔；所述尾巴配置为与所述机体连接；所述驱动机构配置在所述安装腔内；所述至少一个第一配重件固定地配置在所述驱动机构上；所述控制系统配置为与所述驱动机构连接，所述控制系统用于控制所述驱动机构；所述电源配置在所述安装腔内，所述电源用于为所述控制系统和驱动机构供电。
8.所述驱动机构位于所述机体的中部，所述驱动机构用于调节所述至少一个第一配重件的位置，以调整所述机体的重量分布。
9.其中，所述安装腔内具有至少一个第二配重件，所述至少一个第二配重件可调节地配置在所述安装腔内，所述至少一个第二配重件用于调整所述机体的重量分布。
10.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述机体包含有躯干和四肢，所述四肢并拢于所述躯干的侧面。躯干尺寸来源于对真实鳄鱼的3d扫描重构，模型的大小、质量和外形均接近真实鳄鱼。
11.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述躯干上设置有安装口和护盖，所述安装口配置为与所述安装腔连通，所述护盖配置为与所述躯干可拆卸连接，所述护盖用于盖住所述安装口。
12.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述安装腔的腔底上设置有卡槽，所述第二配重件具有螺栓和t型螺母，所述第二配重件通过所述螺栓、t型螺母和卡槽连接。每个第二配重件的重量可以相同或不同，数量也可根据需要增加或减少，固定位置也可以根据实际做出调整，具有出色的灵活性。
13.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述躯干末端固定地设
置有端盖，所述尾巴与所述端盖固定连接。
14.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，端盖和躯干通过八个螺钉连接固定，同时尾巴和端盖采用螺钉安装固定，尾巴和端盖在连接过程中使用硅胶垫圈和密封胶水完成水密封。
15.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述驱动机构包含有：伺服电机、定位座、活动座、丝杠轴和丝杆螺母；所述定位座具有直线光杆；所述活动座配置为与所述直线光杆滑动连接；所述丝杠轴配置为与所述伺服电机的输出轴联轴，且所述丝杆轴配置为与所述定位座转动连接；所述丝杆螺母装配在所述丝杆轴上，且所述丝杆螺母与所述活动座固定连接；所述第一配重件与所述活动座固定连接。驱动机构的工作精确可控，能够使第一配重件40移动至所需位置，进而实现调节重心。
16.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述卡槽包含有：第一长槽段和第二长槽段；
17.所述第二长槽段配置为与所述第一长槽段连通；所述第一长槽段和第一长槽段呈十字状分布，所述第一长槽段配置为与所述机体的中轴线平行，所述第二长槽段配置为与所述机体的中轴线垂直。
18.本公开至少一实施例提供的可调重心的仿鳄鱼机器人中，所述第二配重件具有两个，所述第一配重件位于两个所述第二配重件之间。
19.本发明的有益效果为：能够通过控制系统和驱动机构调节第一配重件的位置，能够根据实际情况调整重心，第一配重件和第二配重件的总重量取决于整体的重力、浮力、重心和浮心，第一配重件和第二配重件的总重量调节较为便捷。同时该机构各单元之间独立性较高，拆卸便捷，维修保养成本低，使用寿命长；有利于节约人力物力，成本较小。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为一些实施例中的可调重心的仿鳄鱼机器人的整体结构示意图。
22.图2为一些实施例中的可调重心的仿鳄鱼机器人在拆除护盖后的示意图。
23.图3为一些实施例中的可调重心的仿鳄鱼机器人在拆除护盖后的局部示意图。
24.图4为一些实施例中的可调重心的仿鳄鱼机器人在拆除护盖后的局部示意图。
25.图5为一些实施例中的卡槽的分布示意图。
26.图6为一些实施例中的可调重心的仿鳄鱼机器人在拆除护盖后的示意图。
27.图中：
28.10、机体；11、安装腔；12、躯干；13、四肢；14、第二配重件；121、安装口；122、护盖；123、端盖；111、卡槽；1111、第一长槽段；1112、第二长槽段；
29.20、尾巴；
30.30、驱动机构；31、伺服电机；32、定位座；33、活动座；34、丝杆轴；321、直线光杆；
31.40、第一配重件。
具体实施方式
32.下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.本发明的目的在于提供一种模拟真实鳄鱼尺寸的机器人模型，机器人的机体尺寸来源于对真实鳄鱼的3d扫描重构，模型的大小、质量和外形均接近真实鳄鱼，旨在提供一种可以在水中自动调节重心的仿鳄鱼机器人，同时模型是可以拆卸以调节整体配重的，以此模拟鳄鱼在水中的运动和它的姿态变化。运用仿生学基本原理，基于对鳄鱼的研究，发现鳄鱼在稳态游动时，四肢并拢于躯干两侧，由此制作了接近真实鳄鱼的模型，具有极高的仿真度。
34.如图1至5所示，在一些实施例中一种可调重心的仿鳄鱼机器人，包括：机体10、尾巴20、驱动机构30、控制系统(未图示)、电源(未图示)和第一配重件40。
35.机体10内部具有安装腔11；尾巴20配置为与机体10连接；驱动机构30配置在安装腔11内；第一配重件40固定地配置在驱动机构30上；控制系统配置为与驱动机构30连接，控制系统用于控制驱动机构30；电源配置在安装腔11内，电源用于为控制系统和驱动机构30供电。通过控制系统和驱动机构30调节第一配重件40的位置，能够根据实际情况调整重心，第一配重件40和第二配重件14的总重量取决于整体的重力、浮力、重心和浮心，第一配重件40和第二配重件14的总重量调节较为便捷。同时该机构各单元之间独立性较高，拆卸便捷，维修保养成本低，使用寿命长；有利于节约人力物力，成本较小。
36.进一步的，驱动机构30位于机体10的中部，驱动机构30用于调节第一配重件40的位置，以调整机体10的重量分布。
37.进一步的，安装腔11内具有第二配重件14，第二配重件14可调节地配置在安装腔11内，第二配重件14用于调整机体10的重量分布。
38.在本实施例中，机体10尺寸来源于对真实鳄鱼的3d扫描及重构而获得，模型的大小和外形均接近真实鳄鱼；具体地，机体10包含有躯干12和四肢13；根据鳄鱼在稳态游动时的体态，将四肢13并拢于躯干12的侧面，进而提高仿真度。
39.在本实施例中，躯干12上设置有安装口121和护盖122，安装口121配置为与安装腔11连通，护盖122配置为与躯干12可拆卸连接，护盖122用于盖住安装口121。通过设置有护盖122，可以方便使用者拆装第一配重件40和第二配重件14，便捷性好。
40.在本实施例中，安装腔11的腔底上设置有卡槽111，第二配重件14具有螺栓(未图示)和t型螺母(未图示)，第二配重件14通过螺栓、t型螺母和卡槽111连接。第二配重件14可以通过螺栓、t型螺母和卡槽111固定在躯干12内，每个第二配重件14的重量可以相同或不同，数量也可根据需要增加或减少，固定位置也可以根据实际做出调整，具有出色的灵活性。
41.在本实施例中，躯干12末端固定地设置有端盖123，尾巴20与端盖123固定连接。
42.示例性地，端盖123和躯干12通过八个螺钉连接固定，同时尾巴20和端盖123采用螺钉安装固定，尾巴20和端盖123在连接过程中使用硅胶垫圈和密封胶水完成水密封。
43.在本实施例中，驱动机构30包含有：伺服电机31、定位座32、活动座33、丝杆轴34和丝杆螺母(未图示)；定位座32具有直线光杆321；活动座33配置为与直线光杆321滑动连接；丝杆轴34配置为与伺服电机31的输出轴联轴，且丝杆轴配置为与定位座32转动连接；丝杆
螺母装配在丝杆轴34上，且丝杆螺母与活动座33固定连接；第一配重件40与活动座33固定连接。驱动机构30的工作精确可控，能够使第一配重件40移动至所需位置，进而实现调节重心。
44.在本实施例中，卡槽111包含有：第一长槽段1111和第二长槽段1112；第二长槽段1112配置为与第一长槽段1111连通；第一长槽段1111和第一长槽段1111呈十字状分布，第一长槽段1111配置为与机体10的中轴线平行，第二长槽段1112配置为与机体10的中轴线垂直。
45.如图6所示，在一些实施例中，该可调重心的仿鳄鱼机器人，其与实施例1大致相同，不同点在于：第二配重件14和卡槽111均具有两个，第一配重件40位于两个第二配重件14之间。
46.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内；除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。

技术特征：
1.一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，包括：机体，内部具有安装腔；尾巴，配置为与所述机体连接；驱动机构，配置在所述安装腔内；至少一个第一配重件，固定地配置在所述驱动机构上；控制系统，配置为与所述驱动机构连接，所述控制系统用于控制所述驱动机构；以及电源，配置在所述安装腔内，所述电源用于为所述控制系统和驱动机构供电；其中，所述驱动机构位于所述机体的中部，所述驱动机构用于调节所述至少一个第一配重件的位置，以调整所述机体的重量分布。其中，所述安装腔内具有至少一个第二配重件，所述至少一个第二配重件可调节地配置在所述安装腔内，所述至少一个第二配重件用于调整所述机体的重量分布。2.根据权利要求1所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述机体包含有躯干和四肢，所述四肢并拢于所述躯干的侧面。3.根据权利要求2所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述躯干上设置有安装口和护盖，所述安装口配置为与所述安装腔连通，所述护盖配置为与所述躯干可拆卸连接，所述护盖用于盖住所述安装口。4.根据权利要求1所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述安装腔的腔底上设置有卡槽，所述第二配重件具有螺栓和t型螺母，所述第二配重件通过所述螺栓、t型螺母和卡槽连接。5.根据权利要求2所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述躯干末端固定地设置有端盖，所述尾巴与所述端盖固定连接。6.根据权利要求1所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述驱动机构包含有：伺服电机；定位座，具有直线光杆；活动座，配置为与所述直线光杆滑动连接；丝杠轴，配置为与所述伺服电机的输出轴联轴，且所述丝杆轴配置为与所述定位座转动连接；以及丝杆螺母，装配在所述丝杆轴上，且所述丝杆螺母与所述活动座固定连接；其中，所述第一配重件与所述活动座固定连接。7.根据权利要求4所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述卡槽包含有：第一长槽段；以及第二长槽段，配置为与所述第一长槽段连通；其中，所述第一长槽段和第一长槽段呈十字状分布，所述第一长槽段配置为与所述机体的中轴线平行，所述第二长槽段配置为与所述机体的中轴线垂直。8.根据权利要求1所述的一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其特征在于，所述第二配重件具有两个，所述第一配重件位于两个所述第二配重件之间。

技术总结
本发明涉及机器人技术领域，具体公开一种可调重心的仿鳄鱼机器人，其包括机体、尾巴、驱动机构、第一配重件、控制系统和电源；机体内部具有安装腔；尾巴配置为与机体连接；驱动机构配置在安装腔内；第一配重件固定地配置在驱动机构上；控制系统配置为与驱动机构连接，控制系统用于控制驱动机构；电源配置在安装腔内，电源用于为控制系统和驱动机构供电，驱动机构位于机体的中部，驱动机构用于调节第一配重件的位置，以调整机体的重量分布，安装腔内具有第二配重件，第二配重件可调节地配置在安装腔内，第二配重件用于调整机体的重量分布；该可调重心的仿鳄鱼机器人可以调节整体配重，以进而能更好地模拟鳄鱼在水中的运动和它的姿态变化。变化。变化。


技术研发人员：蒋建平 冯创新 何俊轩 卓志钦 曾钦
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/9/20